Nghiên cứu xây dựng chỉ số chất lượng nước (water quality index WQI) trong phân vùng chất lượng nước các sông trên địa bàn tỉnh thái nguyên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.08 MB, 108 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
TRẦN THANH LONG
NGHIÊN CỨU HOANG MẠC HÓA TỈNH BÌNH THUẬN TRÊN CƠ SỞ
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - Năm 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
TRẦN THANH LONG
NGHIÊN CỨU HOANG MẠC HÓA TỈNH BÌNH THUẬN TRÊN CƠ SỞ
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM
Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường
Mã số: 6085 0101
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Lê Thị Thu Hiền
Hà Nội - Năm 2015
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của các
thầy, cô giáo, các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp và các tập thể nghiên cứu.
Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS . Lê Thị Thu Hiền, người
đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Địa lý, phòng Sau đại học,
Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội đã quan tâm giúp đỡ tôi trong quá trình
học tập và nghiên cứu.
Khi thực hiện luận văn này tôi đã có được sự hỗ trợ to lớn về tư liệu, phương
tiện kỹ thuật cùng với chỉ dẫn tận tình của các thành viên viện Địa lý, Viện Hàn lâm
khoa học và công nghệ Việt Nam.
Xin cảm ơn gia đình và toàn thể bè bạn đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong quá trình
học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Học viên
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ
CƠ SỞ DỮ LIỆU.............................................................................................9
1.1. Khái niệm hoang mạc hóa.................................................................................9
1.2. Tổng quan nghiên cứu HMH ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thông tin
địa lý trên Thế giới ..........................................................................................10
1.3. Tổng quan nghiên cứu HMH ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thông tin
địa lý ở Việt Nam ............................................................................................13
1.4. Phương pháp nghiên cứu hoang mạc hóa .......................................................19
1.5. Quy trình thành lập bản đồ nguy cơ hoang mạc hóa bằng tư liệu viễn thám .23
1.6. Cơ sở dữ liệu ...................................................................................................24
CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI ẢNH HƯỞNG
ĐẾN HOANG MẠC HÓA TỈNH BÌNH THUẬN .....................................27
2.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Bình Thuận.......................27
2.1.1. Vị trí địa lý ......................................................................................................27
2.1.2. Khái quát điều kiện tự nhiên ...........................................................................28
2.1.3. Một số đặc điểm kinh tế xã hội .......................................................................35
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoang mạc hoá tỉnh Bình Thuận...........37
2.2.1. Tác động của yếu tố địa chất và địa mạo đến việc hình thành các loại hình
HMH tỉnh bình thuận trong điều kiện khí hậu bán khô hạn ...........................37
2.2.2. Tác động của yếu tố tài nguyên nước dưới đất ...............................................45
2.2.3. Tác động của yếu tố tai biến thiên nhiên đến nguồn nước Bình Thuận .........45
2.2.4. Tác động của yếu tố hải văn vùng biển ven bờ...............................................46
2.2.5. Tác động của yếu tố nhân sinh, địa lý tộc người ............................................47
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HOANG MẠC HÓA TỈNH
BÌNH THUẬN BẰNG TƯ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM ..............................49
3.1. Hiện trạng hoang mạc hóa tỉnh Bình Thuận ...................................................49
3.1.1. Bán hoang mạc cát ..........................................................................................49
3.1.2. Bán hoang mạc đá ...........................................................................................49
3.1.3. Bán hoang mạc đất khô cằn ............................................................................50
3.1.4. Bán hoang mạc nhiễm mặn (muối) .................................................................51
3.2. Phân tích và đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa năm 2014 tỉnh Bình Thuận...52
3.2.1. Phân tích ảnh viễn thám Landsat-8 thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất và chỉ
số khô hạn nhiệt độ - thực vật tỉnh Bình Thuận..............................................52
3.2.2. Các chỉ số chất lượng đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa tỉnh Bình Thuận.....59
3.2.3. Phân tích và đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa tỉnh Bình Thuận....................79
3.3. Phân tích mối liên hệ giữa hiện trạng và nguy cơ hoang mạc hóa .................81
3.3.1. Ảnh hưởng của nguy cơ hoang mạc hóa với các khu dân cư năm 2014 ........81
3.3.2. Ảnh hưởng của nguy cơ hoang mạc hóa với cây trồng ngắn ngày năm 2014 82
KẾT LUẬN ..............................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................86
PHỤ LỤC .................................................................................................................93
1
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1.
Hình 1.2.
Hình 1.3.
Hình 1.4.
Hình 1.5.
Hình 1.6.
Hình 1.7.
Hình 1.8.
Hình 2.1.
Hình 2.2.
Hình 2.3.
Hình 2.4.
Hình 2.5.
Hình 3.1.
Hình 3.2.
Hình 3.3.
Hình 3.4.
Hình 3.5.
Hình 3.6.
Hình 3.7.
Hình 3.8.
Hình 3.9.
Hình 3.10.
Hình 3.11.
Hình 3.12.
Hình 3.13.
Hình 3.14.
Hình 3.15.
Hoang mạc đất khô cằn tại xã Hòa Thắng, Bắc Bình.............................20
Hoang mạc cát tại xã Hồng Thái, Bắc Bình ...........................................20
Hiện tượng cát bay tại xã Hòa Thắng, Bắc Bình....................................20
Hoang mạc đá tại Núi Tàu, xã Phước Thể, Tuy Phong..........................20
Chăn thả gia súc tại xã Hòa Thắng, Bắc Bình ........................................20
Suối khô tại Suối Tre, TP. Phan Thiết....................................................20
Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ nguy cơ hoang mạc hóa.....................23
Sơ đồ ảnh Landsat-8 khu vực tỉnh Bình Thuận......................................25
Vị trí địa lý tỉnh Bình Thuận ..................................................................27
Bề mặt pedimen trước núi khu vực xã Phong Phú – Tuy Phong ...........41
Bề mặt pedimen chân núi Maviec chuyển tiếp xuống bề mặt tích tụ cát
đỏ hệ tầng Phan Thiết ............................................................................41
Vai trò của lớp phủ thực vật trong việc tạo ra các đụn cát sơ sinh ban
đầu tại ven biển Tuy Phong - Bình Thuận .............................................43
Dãy cồn cát hình dạng Backhan được hình thành do gió ven biển Tuy
Phong - Bình Thuận ...............................................................................43
Bán hoang mạc cát tại xã Hòa Thắng, huyện Bắc Bình .........................49
Bán hoang mạc đá tại Núi Tàu, xã Phư ớc Thể, Tuy Phong ...................50
Bán hoang mạc đất khô cằn tại xã Vĩnh Hảo, huyện Tuy Phong...........51
Bán hoang mạc muối ở Vĩnh Hảo, huyện Tuy Phong............................51
Ảnh Landsat-8 khu vực tỉnh Bình Thuận (tổ hợp màu 543) ..................52
Lựa chọn vùng mẫu về Rừng thường xanh trên ảnh ..............................54
Bản đồ phân loại lớp phủ mặt đất năm 2014 tỉnh Bình Thuận...............55
Quan hệ giữa NDVI và nhiệt độ bề mặt (T) ...........................................58
Bản đồ hiện trạng chất lượng mức độ khô hạn nhiệt độ - thực vật năm
2014 tỉnh Bình Thuận .............................................................................58
Bản đồ hiện trạng chất lượng thảm thực vật 2014 tỉnh Bình Thuận ......62
Bản đồ hiện trạng chất lượng khí hậu năm 2014 tỉnh Bình Thuận ........63
Bản đồ hiện trạng chất lượng đất tỉnh Bình Thuận ................................71
Bản đồ hiện trạng chất lượng cung cấp tài nguyên nước Bình Thuận ...74
Bản đồ hiện trạng chất lượng sức ép con người tỉnh Bình Thuận..........78
Bản đồ nguy cơ hoang mạc hóa năm 2014 tỉnh Bình Thuận .................79
2
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Danh sách ảnh landsat-8 khu vực tỉnh Bình Thuận................................25
Bảng 2.1. Tổng hợp kết quả nghiên cứu tầng chứa nước Pleistocen vùng ven biển
Bình Thuận .............................................................................................29
Bảng 2.2. Kết quả nghiên cứu tầng chứa nước trần tích Jura (J) ............................30
Bảng 2.3. Lượng mưa trung bình tháng và năm t ại một số trạm ............................32
Bảng 2.4. Đặc trưng hình thái sông chính tỉnh Bình Thuận ...................................34
Bảng 2.5. Phân phối dòng chảy trung bình tháng tại các trạm quan trắc................35
Bảng 2.6. Dân số trung bình phân theo thành thị và nông thôn qua các năm.........36
Bảng 2.7. Tổng sản phẩm theo giá hiện hành theo khu vực kinh tế (triệu đồng) ...37
Bảng 3.1. Hệ thống bảng chú giải lớp phủ mặt đất.................................................53
Bảng 3.2. Phân lớp và trọng số của chỉ số mức độ bao phủ thực vật .....................60
Bảng 3.3. Phân lớp và trọng số của chỉ số chống xói mòn .....................................60
Bảng 3.4. Phân lớp và trọng số của chỉ số chống khô hạn......................................61
Bảng 3.5. Phân lớp và ngưỡng giá trị của chỉ số chất lượng thảm thực vật ...........62
Bảng 3.6. Phân lớp và trọng số chất lượng khí hậu ................................................63
Bảng 3.7. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng tầng dầy đất........................64
Bảng 3.8. Bảng phân lớp và ngưỡng giá trị trọng số theo Ahmed A. Afifi............65
Bảng 3.9. Bảng phân lớp và ngưỡng giá trị trọng số theo Hội đồng Châu Âu.......65
Bảng 3.10. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng thành phần vật chất gốc .....65
Bảng 3.11. Sức chứa ẩm cực đại của từng loại đất ...................................................67
Bảng 3.12. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng khả năng giữ ẩm của các
thành phần cơ giới đất ............................................................................68
Bảng 3.13. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng độ dốc ................................70
Bảng 3.14. Phân lớp và ngưỡng giá trị của chỉ số chất lượng đất ............................70
Bảng 3.15. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng mật độ sông suối................72
Bảng 3.16. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng mức độ chứa nước ngầm ...72
Bảng 3.17. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng vùng tưới tiêu.....................73
Bảng 3.18. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng quản lý tài nguyên nư ớc ....73
Bảng 3.19. Số liệu thống kê số hộ dân nông thôn.....................................................75
Bảng 3.20. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng mật độ hộ dân cư nông thôn
................................................................................................................75
Bảng 3.21. Số liệu thống kê số hộ dân cư nông thôn chăn thả gia súc .....................76
Bảng 3.22. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng hộ chăn thả gia súc ............76
Bảng 3.23. Phân lớp và trọng số của chỉ số chất lượng thoái hóa đất ......................77
Bảng 3.24. Phân lớp và ngưỡng giá trị của chỉ số chất lượng sức ép con người......78
Bảng 3.25. Cấp độ nguy cơ hoang mạc hóa và ngưỡng giá trị của chỉ số RDI ........79
3
Bảng 3.26. Ảnh hưởng của RDI năm 2014 theo huyện đơn vị (ha) .........................80
Bảng 3.27. Ảnh hưởng RDI đến dân cư năm 2014 đơn vị (ha) ................................82
Bảng 3.28. Ảnh hưởng RDI đến cây trồng ngắn ngày năm 2014 đơn vị (ha) ..........83
KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CSDL
Chỉ số chất lượng khí hậu
Cơ sở dữ liệu
DCNT
Dân cư nông thôn
ĐN
Đông Nam
FAO-UNEF
FAO – The United Nations Environment Programme
Hệ thống thông tin địa lý
CQI
GIS
HMH
HPI
Hoang mạc hóa
Chỉ số chất lượng sức ép con người
NDVI
Chỉ số chất lượng quản lý tài nguyên nước
Chỉ số khác biệt thực vật
RDI
Nguy cơ hoang mạc hóa
SQI
TDVI
Chỉ số chất lượng đất
Chỉ số khô hạn nhiệt độ - thực vật
TN
Tây Bắc
UNCCD
Hiệp hội các nước chống lại quá trình HMH
Chỉ số chất lượng thực vật
MWQI
VQI
4
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hoang mạc hóa hiện nay đã và đang gia tăng với tốc độ ngày càng nhanh, một
phần nguyên nhân được lý giải là do vùng đất cát được hình thành từ nhiều thời kỳ,
đang bị thoái hóa nặng và trở thành “đất chết” do gió và khai thác nước ngầm để
sinh hoạt, sản xuất. Độ che phủ nghèo nàn trong khi bề mặt là bãi cát, chính điều
này khi vào mùa khô tình trạng cát bay xuất hiện tạo thành những đồi cát di động.
Những đồi cát được hình thành do tác động từ gió có thể đạt đến hàng nghìn hécta
và cao đến 40-50m, sau đó lượng cát này dể dàng sụt xuống phía sườn dốc và
chuyển dịch. Bên cạnh đó, việc chăn nuôi dê, bò theo hình thức thả tự do đã làm suy
giảm đồng cỏ và tăng nhanh quá trình xói mòn. Với những vùng đất bị hoang mạc,
khi gió mạnh tác động thường xuyên sẽ tạo nên những cơn bão cát dữ dội, di
chuyển cát đe dọa ruộng đồng trên phạm vi rộng. Nghiêm trọng nhất là khu vực cát
di động đe dọa hủy diệt những tiềm năng to lớn của nền sản xuất khu vực, đặc biệt
là sản xuất nông nghiệp và cây ăn quả giá trị như bông vải, mía đường, nho…
Sự phát triển của công nghệ viễn thám đã mang lại nhiều hiệu quả trong ứng
dụng vào đời sống của con người cũng như mô tả không gian hiện trạng và dự báo
các hiện tượng của tự nhiên, tài nguyên và môi trường. Đối với hoang mạc hóa,
công nghệ viễn thám xác định chính xác không gian của các loại hình hoang mạc
hóa để từ đó xác định nguyên nhân và cảnh bảo các nguy cơ gây tổn hại cho con
người và môi trường tự nhiên.
Trên cơ sở đó, luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu hoang mạc hóa tỉnh Bình
Thuận trên cơ sở ứng dụng công nghệ viễn thám” đã được lựa chọn. Nội dung
chính của luận văn là nghiên cứu hiện trạng và quá trình hoang mạc hóa bằng công
nghệ viễn thám kết hợp với phân tích GIS.
5
2. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu
a. Mục tiêu
Xác lập cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám cho nghiên cứu hoang mạc
hóa, làm cơ sở cho đề xuất giải pháp tiến tới sử dụng hợp lý tài nguyên đất cho tỉnh
Bình Thuận.
b. Nhiệm vụ
- Thu thập tài liệu, số liệu và dữ liệu nghiên cứu về hoang mạc hóa;
- Tổng quan về hoang mạc hóa trên thế giới, ở trong nước và khu vực nghiên
cứu tỉnh Bình Thuận;
- Phân tích và đánh giá các yếu tố tác động tới quá trình hoang mạc hóa và các
loại hình hoang mạc ở Bình Thuận;
- Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thông tin địa lý xây dựng một số chỉ số
về HMH và thành lập bản đồ nguy cơ hoang mạc hóa ở tỉnh Bình Thuận.
- Đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa và ảnh hưởng của hoang mạc hóa tới sử
dụng hợp lý tài nguyên đ ất tỉnh Bình Thuận trên cơ sở phân tích ảnh viễn thám kết
hợp với hệ thống thống tin địa lý.
3. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi không gian: Nghiên cứu trên lãnh thổ tỉnh Bình Thuận.
- Phạm vi khoa học:
+ Phân tích cơ sở khoa học và thực tiễn về hiện trạng hoang mạc hóa khu vực
nghiên cứu.
+ Xác định vị trí có nguy cơ hoang mạc hóa từ ảnh viễn thám và cơ sở dữ liệu
GIS trên cơ sở 5 chỉ số: chỉ số chất lượng thực vật, chỉ số chất lượng đất, chỉ số chất
lượng quản lý tài nguyên nước, chỉ số chất lượng sức ép con người và chỉ số k hí hậu
(khô hạn nhiệt độ - thực vật) .
6
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học:
Công nghệ viễn thám có thể phân tích các dấu hiệu hoang mạc hóa bằng nhiều
phương pháp kết hợp với nhau thông qua các tiêu chí để từ đó xác định các khu vực
bị ảnh hưởng bởi hoang mạc hóa.
- Ý nghĩa thực tiễn:
Khai thác thông tin hiện trạng và nguy cơ hoang mạc hóa từ tư liệu ảnh viễn
thám giúp cho các nhà quản lý nhanh chóng nắm bắt được thông tin về diễn biến
hoang mạc hóa, từ đó có các giải pháp hợp lý bảo vệ tài nguyên và ổn định sản
xuất..
5. Cơ sở tài liệu nghiên cứu
- Cơ sở tài liệu nghiên cứu: tài liệu và dữ liệu được thu thập ở các cơ quan
nghiên cứu và quản lý ở địa phương và trung ương. Các dữ liệu chính gồm:
+ Các bản đồ chuyên đề: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỉnh Bình Thuận năm
2010; bản đồ đất; bản đồ thảm thực vật; bản đồ địa chất; bản đồ địa chất thủy văn;
bản đồ thủy hệ (các bản đồ này được thu phóng ở tỷ lệ 1:100.000) , bản đồ hành
chính tỉnh Bình Thuận được cập nhật đến năm 2015 , bản đồ địa hình tỉnh Bình
Thuận (điểm độ cao) tỷ lệ 1:10.000, v.v… (xem phụ lục 1) ;
+ Tư liệu ảnh viễn thám Landsat-8 thu nhận khu vực tỉnh Bình Thuận năm 2014
(mùa khô);
+ Số liệu thống kê năm 2013 (niên giám thống kê tỉnh Bình Thuận năm 2013) :
hộ dân cư nông thôn năm 2013, mật độ hộ dân cư nông thôn năm 2013, hộ dân cư
nông thôn chăn thả gia súc năm 2013,…;
+ Các dữ liệu thu thập và khảo sát ngoài thực địa về các loại hình hoang mạc hóa;
+ Các công trình nghiên cứu về hoang mạc hóa tỉnh Bình Thuận và vùng Nam
Trung bộ đã được công bố (được th ống kê trong tài liệu tham khảo);
7
6. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung luận
văn được chia thành 3 chương:
Chương 1: Tổng quan vấn đề, phương pháp nghiên cứu và cơ sở dữ liệu.
Chương 2: Các yếu tố tự nhiên – kinh tế xã hội ảnh hưởng đến hoang mạc
hóa tỉnh Bình Thuận.
Chương 3: Nghiên cứu và đánh giá hoang mạc hóa tỉnh Bình Thuận bằng tư
liệu ảnh viễn thám.
8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ
CƠ SỞ DỮ LIỆU
1.1. Khái niệm hoang mạc hóa
"Hoang mạc hóa- desertification" có nghĩa là suy thoái đất ở các khu vực
khô cằn, bán khô hạn và bán ẩm do nhiều yếu tố, bao gồm cả các biến thể khí hậu
và hoạt động của con người. "Suy thoái đất" nghĩa là giảm hoặc mất năng suất sinh
học, kinh tế ở các vùng khô hạn, bán khô hạn và khô bán ẩm, có thể do thiếu nước
tưới cho đất trồng trọt , đồng cỏ, rừng và hoạt động sử dụng đất của con người
không phù hợp với các điều kiện tự nhiên. "Khô hạn, bán khô hạn và khô bán ẩm"
nghĩa là các khu vực, trừ vùng cực và cận cực, có tỷ số lượng mưa năm và lượng
bốc hơi nước tiềm năng nằm trong phạm vi từ 0,05 đến 0,65 (Công ước Chống
hoang mạc hóa của Liên Hợp quốc, 1994) [26].
“Nguy cơ hoang mạc hóa” (Risk desertification) trên cơ sở phát triển khái
niệm và phương pháp đánh giá nhạy cảm, C. Komas và các cộng sự [49] đã xây
dựng một tập hợp các chỉ số để đánh giá thoái hóa đất và quan trắc hoang mạc hóa
cho nhiều khu vực trên thế giới. Tập hợp các chỉ số này và cách phân loại tương tự
như đối với tập hợp chỉ số đánh giá nhạy cảm hoang mạc hóa, tuy nhiên thêm một
nhóm chỉ số khác liên quan tới kinh tế xã hội, quản lý và sử dụng tài nguyên (đất,
nước và rừng). Cùng với phương pháp toán học có thể xây dựng được thuật toán
(algorithm) để định lượng hóa được hay dự báo được nguy cơ xảy ra hoang mạc hóa
thành chỉ số từ tập hợp các chỉ số này. Tùy vào phương pháp toán học sử dụng kết
quả có thể ở các dạng và mức độ chính xác khác nhau.
Theo FAO-UNEF (The United Nations Environment Programme) các quá
trình HMH chủ yếu bao gồm ( FAO-UNEP, 1982) [56]:
1. Quá trình thoái hóa thảm thực vật;
2. Quá trình xói mòn do nước;
3. Quá trình thổi mòn do gió;
4. Quá trình mặn hóa;
9
5. Quá trình suy giảm chất hữu cơ trong đất;
6. Quá trình kết von, đá ong;
7. Quá trình tích lũy độc tố trong đất;
Hoang mạc hóa có thể nhận định là quá trình suy thoái đất (thoái hóa đất)
dẫn đến giảm sức sản xuất của đất một cách nghiêm trọng hoặc thậm chí làm mất đi
sức sản xuất sinh học của đất. Nguyên nhân chủ yếu do đặc điểm biến đổi khí hậu
theo xu hướng làm suy thoái các điều kiện tự nhiên của vùng (đặc điểm khí hậu,
lượng mưa, đất đai, địa hình, thảm thực vật ..) và do chính tác động hoạt động của
con người (dân cư và phân bố, các kiểu sử dụng đất, các chính sách quản lý đất
đai..). Quá trình này xảy ra liên tục, qua nhiều giai đoạn không chỉ diễn ra ở vùng
khô hạn, bán khô hạn mà ngay cả vùng có lượng mưa khá lớn , cuối cùng dẫn đến
suy giảm mạnh hoặc triệt tiêu sức sản xuất của đất . Biểu hiện quá trình này rất đa
dạng tùy điều kiện từng vùng và sự tác đ ộng của con n gười phổ biến như tăng
cường sự khô hạn, thiếu hụt ẩm, tích lũy muối trong đất, suy giảm độ phì đất, độ
che phủ thực vật, thay đổi giống loài, sự bành trướng của các bãi cát, xâm lấn của
cồn cát di động.
1.2. Tổng quan nghiên cứu HMH ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thông
tin địa lý trên Thế giới
Nghiên cứu HMH đã bắt đầu được biết đến vào những năm 30 của thế kỉ
trước khi một phần của đồng bằng lớn ở Bắc Mỹ đã chuyển thành “dust bowl”
(vùng bán hoang mạc phủ nhiều cát) do hạn hán và canh tác lạc hậu. Từ đó đến nay,
đã có nhiều công trình nghiên cứu HMH ở Hoa Kỳ, châu Úc, châu Á và châu Phi,
đặc biệt là khu vực cận Sahara, Nam Phi và trung tâm nội địa Úc.. ., tiêu biểu là:
• UNESCO, 1977, Bản đồ các vùng khô hạn trên thế giới 1/25.000.000,
Những chú thích mở rộng. MAB Technical Notes no.7. Paris: UNESCO;
• FAO – UNEP, 1982, Bản đồ sa mạc hóa thế giới tỷ lệ 1:25.000.000;
10
• WMO, 1981, Hạn hán miền nhiệt đới Tropical droughts – Khía cạnh khí
tượng thủy văn và ý nghĩa cho nông nghiệp;
• UNEP, 1992, Atlat HMH thế giới. Nairobi: UNEP, and London: Edward
Arnold, 69 mảnh;
• WMO, 1994, Hạn hán và hoang mạc hóa;
• Ragab R. and Atef H, 2004, Những chiến lược quản lý nước để chống lại hạn
hán ở những vùng bán hoang mạc ;
• UNESCO-WMO, 2005, Những khía cạnh thủy văn của hạn hán.
Trong vài thập kỷ gần đây nhờ việc áp dụng tư liệu ảnh viễn thám và công
nghệ hệ thông tin địa lý việc đánh giá HMH đã chuyển biến từ định tính đến định
lượng. Các thành tựu nghiên cứu HMH trong lĩnh vực này chủ yếu tập trung ở các
vấn đề sau:
Về nghiên cứu và đánh g iá dự báo HMH trên toàn cầu, t rong 35 năm qua,
ảnh vệ tinh đã cung cấp những dữ liệu cho kiểm soát HMH toàn cầu. Từ bản đồ các
vùng khô hạn trên thế giới tỷ lệ 1/25.000.000 do UNESCO thành lập vào năm 1977
đến bản đồ sa mạc hóa thế giới tỷ lệ 1:25.000.000 của FAO -UNEP thành lập vào
năm 1982 và đặc biệt là tập Atlat HMH thế giới (69 mảnh) do UNEP thành lập vào
năm 1992 là những thành tựu giá trị trong việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong
nghiên cứu, kiểm soát HMH trên toàn cầu. Ảnh LANSAT chụp vào các thờ i điểm
khác nhau cho phép các nhà khoa học dự báo sự thay đổi cơ cấu mùa vụ, cơ cấu cây
trồng là cơ sở cho dự báo nguy cơ HMH tại một số khu vực trên thế giới. Bên cạnh
đó, từ những tài liệu học thuật về HMH đến những dự án và phương pháp nghiên
cứu dự báo HMH của các nhà khoa học Hoa Kỳ, châu Âu, châu Phi và Mỹ Latinh
đã góp phần giải quyết các vấn đề hạn hán và HMH tại một số vùng trên thế giới
[51, 53, 61].
Nghiên cứu ứng dụng viễn thám và GIS phân tích đặc điểm cấu trúc lớp phủ
khu vực khô hạn (cấu trúc lớp phủ, phân loại lớp phủ ...) đa thời gian bằng cách sử
11
dụng các loại tư liệu viễn thám từ độ phân giải thấp (NOOA, MODIS ...) đến các
loại tư liệu có độ phân giải trung bình và cao (Landsat, Spot ...), và các tư liệu viễn
thám radar để đánh giá tình h ình khô hạn trong khu vực và cảnh báo nguy cơ hoang
mạc hóa. Nghiên cứu chỉ số thực vật của ảnh vệ tinh các vùng khô hạn cũng được
nhiều tác giả quan tâm. Thông qua chỉ số thực vật của khu vực cũng như sự biến
động của chúng qua các giai đoạn nhằm dự đoán khô hạn và bán khô hạn, đánh giá
thực vật, sinh thái [58].
Xác định nhiệt bề mặt khu vực khô hạn và bán khô hạn từ các kênh nhiệt
(ảnh MODIS, NOOA) kết hợp với mô hình vật lý độ ẩm của đất nghiên cứu khô
hạn. Các ảnh vệ tinh RADAR cũng đư ợc ứng dụng để nghiên cứu độ ẩm đất trong
các vùng khô hạn và bán khô hạn [60].
L. Giordano và cộng sự (2008), khi nghiên cứu xác định các khu vực nhạy
cảm với sa mạc hóa ở vùng Sicily - Ý( là một trong những vùng bị đe dọa nhiều
nhất bởi hoang mạc hóa do khí hậu và sử dụng đất thay đổi). Tác giả đã xác định
các khu vực dễ bị sa mạc hóa trên cơ sở của ESA. Các thông số được sử dụng đã
được tích hợp phù hợp và xử lý bằng GIS có được bốn chỉ số về khí hậu, đất, thảm
thực vật và hệ thống quản lý, đại diện cho các cơ sở cho việc đánh giá ESA. Các kết
quả thu được cho thấy 6,9% lãnh thổ Sicilia là rất nhạy cảm với sa mạc hóa, 46,5%
có độ nhạy vừa phải, 32,5% có độ nhạy thấp và chỉ có 7,2% là không nhạy cảm.
Đặc biệt nhạy cảm nhất là các huyện nội địa của các tỉnh Caltanissetta, En na và
Catania [58].
Ở khu vực Châu Mỹ, nghiên cứu hoang mạc hóa theo hướng đánh giá tai
biến. Theo các nhà khoa học Mỹ, nhân tố ảnh hưởng tới hoang mạc hóa là: Lượng
mưa và tần xuất xuất hiện hạn hán ; Tiềm năng bốc thoát hơi nước ; Gió; Kết cấu đất;
Loại đ ất; Sử dụng đất; Quản lý đất đai .
Ở Mỹ, nghiên cứu hoang mạc hóa tiếp cận theo hướng đánh giá tổn thương
(Vulnerability to desertification). Mỹ đã cho xuất bản bản đồ Tổn thương hoang
mạc hóa (cấp toàn cầu) ở tỷ lệ 1: 5.000.000 (NRCS, 2003) [62]. Theo quan điểm
12
tiếp cận này, thoái hóa đất là nhân tố chính của hoang mạc hóa. Trên bản đồ cho
thấy một phần diện tích của Khu vực Đông Nam Á nằm trong giới hạn tổn thương
trung bình. Khu vực Tây Nguyên và Nam Trung bộ của Việt Nam đã xuất hiện
hoang mạc hóa cục bộ [52].
1.3. Tổng quan nghiên cứu HMH ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thông
tin địa lý ở Việt Nam
1.3.1. Hiện trạng hoang mạc hóa ở Việt Nam
Việt Nam đã có hoang mạc cục bộ, đó là các dải cát hẹp trải dài dọc theo bờ
biển miền Trung, tập trung ở 10 tỉnh từ Quảng Bình đến Bình Thuận với diện tích
khoảng 419.000 ha và ở đồng bằng sông Cửu Long với diện tích 43.000 ha ( Hội bảo
vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam - VACNE, 2013) [22]. Kết quả điều tra này
cũng trùng hợp với kết quả nghiên cứu và bản đồ Tổn thương hoa ng mạc hóa mà
nhóm các nhà khoa học của Bộ Nông nghiệp Mỹ đã công bố (NRCS, 2003), cũng
như thống kê trên bản đồ thoái hóa đất của FAO và UNESCO (FAO,….). Riêng
“hai tỉnh Bình Thuận và Ninh Thuận (thuộc vùng duyên hải miền Trung) là vùng
khô hạn điển hình có khí hậu nóng – khô, lượng mưa thấp nhất, lượng bốc hơi cao
nhất với nhiều loại đất hoang mạc điển hình cần quan tâm nhất” [22].
Ở Bình Thuận diện tích hoang mạc hóa là 1.233km 2, chiếm tới 15% diện tích
tự nhiên nếu phân theo tiêu chí củ a UNCCD về chỉ số R/Eto <= 0,65. Theo các
nghiên cứu hiện nay ở Bình Thuận đã xuất hiện 4 dạng hoang mạc: Hoang mạc cát,
hoang mạc đá, hoang mạc muối và hoang mạc đất cằn. Tình trạng hoang mạc hóa
đã tác động mạnh đến sản xuất, môi trường và cả văn hóa – xã hội. (Nguyễn Vă n
Cư, 2000 [9]; Nguyễn Lập Dân, 2011 [11]; Phạm Quang Vinh, 2011[47]).
Theo các nhà khoa học, hạn hán là một trong những đặc thù của khu vực
duyên hải Nam Trung bộ. Tình trạng hạn hán vùng ven biển Nam Trung bộ không
chỉ đe dọa các vụ đông-xuân, hè-thu với tổng diện tích chiếm tới 20,3% - 25% diện
tích gieo trồng, mà còn là tác nhân chính gây nên tình trạng HMH. Phân tích của
các nhà khoa học cho thấy thoái hóa đất và HMH đã, đang và tiếp tục xảy ra khá
13
nghiêm trọng ở vùng duyên hải Nam Trung bộ. Trong suố t 10 năm qua, các tỉnh
trong khu vực luôn bị hạn hán đe dọa và chỉ trong năm 1998 có khoảng 203.000
người bị thiếu nước ngọt. Vùng khô hạn thường xuyên tại 2 tỉnh Ninh Thuận, Bình
Thuận và phía Nam tỉnh Khánh Hòa có diện tích 200.000 - 300.000ha với lượng
mưa hàng năm trung bình chỉ 500-700mm, khí hậu nắng nóng đã tạo thành vùng đất
bán sa mạc, vùng cát vàng khô hạn với những trảng cây bụi thưa có gai rất khó phát
triển sản xuất. Ngoài ra yếu tố biến đổi khí hậu trong thời gian gần đây xuất hiện
nhiều hơn ở Việt Nam như khô hạn (Elnino), mưa bão lớn ở nhiều vùng là những
nguy cơ dẫn tới HMH mạnh hơn (Nguyễn Văn Cư và nnk, 2000) [9].
Dựa trên các nội dung trình bày trên và kết quả nghiên cứu của các tác giả
trước đây (Lê Văn Khoa, Phạm Châu Hoành, năm 2004) có thể thấy các loại hình
HMH chủ yếu ở nước ta gồm có [35]:
1. Hoang mạc cát (cồn cát và cát biển)
2. Hoang mạc đá (các núi đá và nhiều nơi thực vật bị phá)
3. Hoang mạc đất khô kiệt (cục bộ)
4. Hoang mạc đất xương xẩu (mỏng lớp, kết von, đá ong, sỏi đá lẫn nhiều.,
hữu cơ rất nghèo.)
5. Hoang mạc đất nhiễm mặn
6. Hoang mạc đất bị phèn hóa
7. Hoang mạc đất ô nhiễm nặng (thuốc trừ sâu, chất thải nhà máy, chất độc
hóa học…)
Với mỗi loại hình hoang mạc có thể có các loại phụ hoặc ở mức độ nghiêm
trong khác nhau (mạnh, trung bình, nhẹ ).
1.3.2. Tổng quan các nghiên cứu HMH áp dụng viễn thám và hệ thông tin địa
lý ở Việt Nam và khu vực nghiên cứu tỉnh Bình Thuận
Mặc dù năm 1998, Việt Nam mới chính thức ra nhập tổ chức hoang mạc hoá
thế giới, nhưng các đề tài nghiên về hạn hán, HMH đã đượ c Nhà nước quan tâm từ
14
những năm 1980. Các hướng đề tài tập trung vào vấn đề hạn hán, HMH ở Việt Nam
trong vòng 10 năm trở lại đây tập trung vào hai vấn đề chính: Nghiên cứu cơ bản về
hạn hán, HMH, sa mạc hóa và tác động tới dân sinh, kinh tế, xã hội. Tron g đó có
một số đề tài sử dụng công nghệ Viễn thám và hệ thông tin địa lý nghiên cứu giám
sát hoang mạc hóa; và nghiên cứu các giải pháp, phòng chống và giảm nhẹ hạn hán.
Các đề tài nghiên cứu tập trung vào đánh giá tình hình hạn hán, hiện trạng,
tìm hiểu nguyên nhân và hậu quả của các vấn đề liên quan tới HMH, sa mạc hóa ở
nhiều vùng trên cả nước. Kết quả nghiên cứu của một số đề tài đã thiết lập được cơ
sở khoa học, cơ sở dữ liệu, chỉ số hạn khí tượng thủy văn, các hoạt động ENSO cho
một số khu vực ở Nam T rung Bộ và Tây Nguyên (Nguyễn Quang Kim, 2003-2005)
[24]. Nhiều đề tài cho thấy bức tranh về tình hình hạn hán, sa mạc hóa đang diễn ra
và ảnh hưởng của nó đến 7 vùng kinh tế của Việt Nam cũng được phân tích (Đào
Xuân Học, 1999 -2001) [18]. Một số ít đi về hướng phân tích mối tương tác qua lại
giữa 2 nguyên nhân chủ yếu (khí hậu khắc nghiệt và nhân sinh) dẫn đến HMH ở
một số vùng Trung Trung bộ, trên cơ sở đó đưa ra các biện pháp phòng chống khả
thi (Nguyễn Trọng Hiệu, 2000-2001) [17]. Tình trạng hoang mạc hóa do mặn hóa
và làm cằn đất cũng được nghiên cứu (Nguyễn Văn Cư, 1999 -2000) [9] đã đóng
góp vào bức tranh toàn cảnh xác định 4 loại hình của hoang mạc đang hình thành ở
Việt Nam và các nguyên nhân gây ra, làm cơ sở cho việc xác định các giải pháp quy
hoạch tổng thể, cũng như các giải pháp công trình nhằm hạn chế ảnh hưởng của quá
trình HMH ở Việt Nam. Đề tài Xây dựng bản đồ hạn hán và thiếu nước sinh hoạt ở
Nam Trung bộ và Tây Nguyên (2007 -2008) do TS. Trần Thục, Viện Khoa học Khí
tượng Thủy văn và Môi trư ờng chủ trì [38], đã tính toán 33 đặc trưng khí tượng
thủy văn; đánh giá trữ lượng nước ngầm; đánh giá một số chỉ tiêu hạn hán; xây
dựng tập bản đồ về hạn hán và thiếu nước sinh hoạt ở khu vực nghiên cứu tỷ lệ
1:250.000. Với tỷ lệ này, kết quả của đề tài m ới chỉ cung cấp thông tin một cách
khái quát về tình trạng hạn hán và thiếu nước sinh hoạt ở cấp vùng và khu vực, chưa
đáp ứng được nhu cầu sử dụng cho từng địa phương cụ thể (cấp tỉnh, huyện và xã).
15
Kết quả của các đề tài trên cho thấy, quá tr ình và hiện trạng hạn hán, HMH
ở Việt Nam bao gồm cả các nguyên nhân tự nhiên (khí tượng, thủy văn, điều kiện
đất đai thổ nhưỡng, địa hình v.v) lẫn các tác động của con người (phá rừng đầu
nguồn, phá rừng bừa bãi, để trống các vùng đất trống, khai thác kiệ t quệ đất các
vùng đồng bằng, sử dụng phân hóa học và thuốc trừ sâu quá mức, tập tục canh tác
không hợp lý, cơ cấu cây trồng không thích hợp ...). Hậu quả là, đất đai bị bỏ hoang,
dẫn đến đất bị phong hoá, xói mòn, bạc màu và làm cho lớp đất canh tác mỏng dần,
đây chính là tiền đề dẫn đến HMH và sa mạc hoá. Kèm theo đó là nguồn nước bị
suy giảm cả về trữ lượng lẫn chất lượng, dẫn đến quá trình tích luỹ các chất gây ô
nhiễm nguồn nước. Nhìn chung các đề tài mới chỉ tập trung vào nghiên cứu nguyên
nhân, chưa đưa ra chỉ số, con số cụ thể về mối tác động ảnh hưởng qua lại giữa
nguyên nhân và vai trò của từng yếu tố chủ đạo trong việc hình thành nên hiện trạng
và xu hướng HMH ở một khu vực.
Riêng về ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thông tin địa lý t rong nghiên
cứu hoang mạc hóa đã đạt được một số thành tựu sau:
Từ trước năm 2006, việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong giám sát tài
nguyên và môi trường chủ yếu được biết đến qua các đề tài nghiên cứu. Việc triển
khai, ứng dụng công nghệ viễn thám trong thực tiễn mới chỉ được thực hiện tại
Trung tâm Viễn thám quốc gia trong hiện chỉnh bản đồ địa hình.
Từ sau năm 2006, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám ở nước ta
có những bước phát triển mạnh mẽ. Nhà nước ta đã có những đầu tư cơ bản vào
phát triển hạ tầng công nghệ vũ trụ nói chung và công nghệ viễn thám nói riêng với
việc đầu tư xây dưng trạm thu ảnh viễn thám đầu tiên ở Hà Nội (2009), chế tạo và
đưa vệ tinh quan sát Trái đất đầu tiên của Việt Nam VNREDSat -1 lên quỹ đạo
(2013). Với các đầu tư này thì việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong quản lý và
bảo vệ môi trường ở nước ta đã có những bước phát triển mới với việc đưa ứng
dụng công nghệ viễn thám vào trong thực tiễn của công tác quản lý và giám sát môi
trường.
16
Một số thành tựu nghiên cứu HMH ứng dụng viễn thám ở Việt Nam có thể
liệt kê một số nghiên cứu sau: sử dụng công nghệ viễn thám và hệ thông tin địa lý
để nghiên cứu các nội dung về tích hợp dữ liệu, xây dựng bản đồ, đánh giá các yếu
tố tự nhiên tài nguyên môi trường. Một số đề tài còn sử dụng hai công cụ này như
một hướng tiếp cận trong nghiên cứu vấn đề HMH. Chẳng hạn việc thành lập các
bản đồ cát di động (Nguyễn Đình Dương, 1986 -1990) [12], xây dựng cơ sở dữ l iệu
và bản đồ (Nguyễn Trọng Hiệu, 2000-2001) [17]; Tiếp cận sử dụng ảnh vệ tinh làm
tư liệu đánh giá quá trình HMH do cát lấn (Phạm Hà Anh, 2005 -2007) [1]. Có
những đề tài đã sử dụng một số mô hình đánh giá HMH trên thế giới vào Việt Nam,
chẳng hạn mô hình ESA (environmental sensitive area - vùng môi trường nhạy
cảm) để thành lập các bản đồ về hiện trạng HMH (Phạm Hà Anh, 2005-2007) [1].
Tuy nhiên các chỉ số áp dụng trong mô hình vẫn lấy nguyên của nước ngoài, chưa
thay đổi cho phù hợp với hoàn cảnh, điều kiện của Việt Nam, nên kết quả đạt được
chưa như mong muốn. Một điều cũng rất quan trọng nữa là các kết quả nghiên cứu
này còn mang nhiều ý nghĩa định tính, chưa phản ánh định lượng, đặc biệt là vấn đề
sử dụng tư liệu viễn thám và công nghệ GIS trong việc xây dựng bản đồ hạn hán
một cách chi tiết. Cụ thể như sau:
Nguyễn Văn Cư (2002), khi nghiên cứu về hoang mạc hóa vùng Nam Trung
Bộ có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh kết hợp với công nghệ GIS để xác định và thành
lập bản đồ cảnh quan sinh thái tỷ lệ 1:100.000 và đã xây dựng được một hệ thống
cơ sở dữ liệu, bản đồ các thành phần tự nhiên - kinh tế - xã hội khu vực Ninh Thuận
- Bình Thuận, tỷ lệ 1:250.000 và bản đồ phân bố hoang mạc trên nền cảnh quan địa
bàn nghiên cứu, hoàn thiện xây dựng cơ sở dữ liệu và tập ATLAT tỉnh Ninh Thuận.
Từ các dữ liệu này, các tác giả đã xây dựng bản đồ dẫn xuất như bản đồ hiện trạng
môi trường HMH vùng Ninh Thuận - Bình Thuận. Kết quả nghiên cứu bước đầu đã
xác định được hiện trạng của 4 loại hình hoang mạc (cát, đất cằn, đá, hoang mạc
muối), xác định nguyên nhân của HMH là tổng hợp các yếu tố tự nhiên và y ếu tố
nhân sinh. Đồng thời đề tài đã đề xuất cơ sở khoa học và giải pháp kiểm soát, cải
tạo HMH trong vùng, đóng góp vào công tác quy hoạch phát triển kinh tế xã hội
17
cho khu vực. Bên cạnh việc đánh giá các ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên - kinh
tế - xã hội đến HMH, các tác giả đã tiến hành đánh giá mức độ tác động của quá
trình HMH đối với các loại cảnh quan [9].
Hoàng Việt Anh, Meredith Williams, David Manning (2007), đã xây dựng
một phương pháp đánh giá sa mạc hóa sử dụng ảnh vệ tinh MODIS và ASTER. Chỉ
số thực vật và nhiệt độ mặt đất được lấy ra từ ảnh MODIS và ASTER thông qua các
kênh trong giải phổ nhìn thấy và kênh hồng ngoại nhiệt. Mối liên hệ giữa chỉ số
thực vật, nhiệt độ mặt đất và mức độ sa mạc hóa được khảo sát và bước đầu được
ứng dụng để xây dựng bản đồ vùng sa mạc hóa ven biển tỉnh Bình Thuận [61].
Phạm Hà Anh ( 2007), đã ứng dụng Công nghệ và GIS để khảo sát quá trình
hoang mạc hóa do cát lấn tỉnh Bình Thuận. Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử
dụng ảnh vệ tinh KAFA 1000 của Nga, chụp năm 1979 độ phân giải 10m, ảnh
SpotXS, pan năm 1995, ảnh spot5, ảnh Landsat 7 ETM chụp năm 2001 để thành lập
bản đồ hiện trạng sử dụng đất và hiện trạng cồn cát, bãi cát năm 1979, 1995, 2001.
Sử dụng ảnh MODIS năm 2005 để nghiên cứu nhiệt bề mặt đất. Các lớp t hông tin
chiết tách từ ảnh vệ tinh được đưa vào CSDL để xây dựng các lớp thông tin, chỉ số
chất lượng các đối tượng. Nghiên cứu này đã tích hợp thông tin viễn thám và mô
hình ESA thành lập được bản đồ các vùng hoang mạc hóa, từ đó phân tích đánh giá
quá trỉnh HMH cũng như đề xuất các biện pháp hạn chế giảm thiểu [1].
Nguyễn Ngọc Thạch, Phạm Xuân Cảnh (2011), đã ứng dụng phương pháp
viễn thám và GIS thành lập bản đồ hoang mạc hóa tỉnh Ninh Thuận. Trên cơ sở
phân tích tư liệu ảnh viễn thám (Landsat7), điều tra thực địa, thống kê đã xây dựng
được CSDL về hoang mạc hóa và thành lập bản đồ hoang mạc hóa tỉnh Ninh
Thuận. Kết quả bản đồ HMH được thành lập với các loại hình tai biến là hoang mạc
cát, hoang mạc muối, hoang mạc đá [35].
Tóm lại: qua tổng quan cho thấy đã có khá nhiều loại tư liệu ảnh viễn thám
được sử dụng trong nghiên cứu hoang mạc hóa ở Việt Nam như: Landsat; Modis;
Spot; Aster gần đây thì có thêm VinaRed sat. Khu vực nghiên cứu tập trung ở dải
18
ven biển Nam Trung bộ và Tây Nguyên. Kết hợp với công ng hệ hệ thông tin địa lý
các nghiên cứu đã đạt được một số thành tựu đáng kể trong việc theo dõi cồn cát di
động; quan sát nhiệt độ bề mặt; xác định các khu vực hoang mạc hóa; hiện trạng sử
dụng đất; mối liên hệ giữa chỉ số thực vật, nhiệt độ mặt đất và mức độ sa mạc hóa.
1.4. Phương pháp nghiên cứu hoang mạc hóa
a) Phương pháp tổng quan và kế thừa tài liệu
Thu thập - tổng hợp kế thừa tài liệu, dữ liệu như: điều kiện tự nhiên, kinh tế
xã hội của tỉnh, các báo cáo, công trình đã nghiên cứu liên quan tới hoang mạc hó a Phân loại các nguồn tư liệu thành các nhóm: Hệ thống bản đồ, các số liệu thống kê,
các công trình nghiên cứu, báo cáo và các tư liệu điều tra khảo sát thực tế liên quan
đến hoang mạc hóa .
b) Phương pháp khảo sát thực địa
Điều tra khảo sát nghiên cứu chi tiết ngoài thực địa cho phép thu thập các số
liệu về hiện trạng, sơ bộ đánh giá nguyên nhân phát sinh và những thiệt hại do
hoang mạc hóa gây ra. Ngoài việc điều tra thu thập các thông tin tổng quát về hoang
mạc hóa trên toàn tỉnh thì bên cạnh đó việc lấy mẫu ngoài thực địa cũng được thực
hiện để giải đoán ảnh và xác định địa điểm HMH. Các mẫu được mô tả, xác định về
vị trí (tọa độ), quy mô, đặc điểm tự nhiên (địa hình, loại hình sử dụng đất, thủy lợi,
thủy văn, địa chất..), loại hình hoang mạc hóa, sơ bộ đ ánh giá vai trò của từng yếu
tố tác động phát sinh gây hoang mạc hóa ở từng vị trí lấy mẫu. Kết quả khảo sát
thực địa là tư liệu quan trọng làm cơ sở để giải đoán ảnh vệ tinh, phân tích tổng
hợp, khoanh vùng hoang mạc hóa.
Thời gian khảo sát: tháng 3/2014 khảo sát hiện trạng hoang mạc hóa tại một
số khu vực đang xảy ra hoang mạc hóa và hạn hán nghiêm trọng tỉnh Bình Thuận.
19
Hình 1.1. Hoang mạc đất khô cằn tại xã
Hòa Thắng, Bắc Bình
Hình 1.2. Hoang mạc cát tại xã Hồng
Thái, Bắc Bình
Hình 1.3. Hiện tượng cát bay tại xã
Hình 1.4. Hoang mạc đá tại Núi Tàu, xã
Hòa Thắng, Bắc Bình
Phước Thể, Tuy Phong
Hình 1.5. Chăn thả gia súc tại xã Hòa
Hình 1.6. Suối khô tại Suối Tre, TP.
Thắng, Bắc Bình
Phan Thiết
c) Phương pháp bản đồ - hệ thông tin địa lý
Phương pháp bản đồ giúp chúng ta xác định đặc tính và quy luật phân bố
không gian của các đối tượng .
20
Đề tài đã khai thác những thông tin cần thiết từ các bản đồ đã thu thập được
như: Bản đồ hành chính, bản đồ địa hình, bản đồ đất, bản đồ dịa chất thủy văn, bản
đồ sử dụng đất, bản đồ thảm thực vật… để xây dựng các lớp thông tin trong c ơ sở dữ
liệu, các lớp thông tin chuyên đề khác được triết xuất từ tư liệu ảnh viễn thám.
CSDL này được sử dụng để xây dựng bản đồ hiện trạng và nguy cơ HMH.
Phương pháp bản đồ được sử dụng song song với các phương pháp khác.
d) Phương pháp viễn thám
Phương pháp viễn thám sử dụng để giải đoán dữ liệu về thảm phủ thực vật,
phân loại các thảm phủ thực vật theo hướng hoang mạc hóa ở tỉnh Bình Thuận và
xác định khoanh vi khô hạn - thực vật t hông qua chỉ số thực vật NDVI và nhiệt độ
bề mặt.
e) Phương pháp phân tích đa chỉ tiêu
Phương pháp phân tích đa chỉ tiêu được sử dụng để tích hợp các chỉ số chất
lượng theo mức độ nguy cơ hoang mạc hóa ở tỉnh Bình Thuận. Các chỉ số chất
lượng được xác định b ao gồm chỉ số chất lượng thực vật ( khả năng chống xói mòn,
khả năng chống khô hạn, mức độ bao phủ của thực vật), chỉ số chất lượng khí hậu
(chỉ số khô hạn nhiệt độ - thực vật), chỉ số chất lượng đất (tầng dày đất, thành phần
vật chất gốc, khả năng đất giữ ẩm, độ dốc), chỉ số chất lượng quản lý tài nguyên
nước (mật độ sông suối, mức độ chứa nước ngầm, vùng được tưới) và chỉ số chất
lượng sức ép con người (mật độ hộ dân cư nông thôn, mật độ hộ dân cư chăn thả gia
súc, thoái hóa đất).
f) Phương pháp mô hình
1. Chỉ số chất lượng khí hậu (CQI):
Chỉ số chất lượng khí hậu tỉnh Bình Thuận được đánh giá bằng cách sử dụng
chỉ số liên quan tới yếu tố khô hạn nhiệt độ - thực vật (TVDI):
CQI = TVDI
21
2. Chỉ số chất lượng thảm thực vật (VQI):
Chỉ số chất lượng thực vật tro ng nghiên cứu hoang mạc hóa được đánh giá thông
qua các thuộc tính của thực vật như: chống xói mòn cho đất; chống khô hạn; mức độ che
phủ của thực vật.
VQI =([Khả năng chống xói mòn cho đất ]* [Khả năng chống khô hạn]*[Mức độ
che phủ của thực vật])1/3
3. Chỉ số chất lượng đất (SQI):
Bản đồ chỉ số chất lượng đất SQI có thể được đánh giá liên quan đến thuộc tính
của đất như độ dốc, tầng dày, thành phần vật chất gốc, khả năng giữ ẩm.
SQI = ([độ dốc] * [tầng dày] * [Thành phần vật chất gốc] * [Khả năng đất
giữ ẩm]) 1/4.
4. Chỉ số chất lượng quản lý tài nguyên nước (MWQI)
Chỉ số chất lượng quản lý nguồn tài nguyên nước, liên quan đến các thông tin về
hệ thống tưới tiêu, sử dụng nước ngầm và mức độ cung cấp nước theo các khu vực và
lưu vực sông.
MWQI = ([Mật độ sông suối] * [Mức độ chứa nước ngầm] * [Vùng được
tưới]) 1/3.
5. Chỉ số chất lượng sức ép con người (HPI)
Chỉ số sức ép con người (HPI) được đánh giá trên cơ sở các thông số mật độ hộ
dân cư nông thôn; sức ép chăn thả động vật và hiện trạng thoái hóa đất.
HPI = ([Mật độ hộ dân]* [Sức ép chăn thả ]* [hiện trạng thoái hóa đất])1/3
6. Chỉ số nguy cơ hoang mạc hóa (risk desertification – RDI)
Phương pháp mô hình được áp dụng để xây dựng chỉ số nguy cơ hoang mạc
hóa (risk desertification – RDI) được đánh giá bởi sự kết hợp giữa năm chỉ số chất
lượng: chất lượng khí hậu, chất lượng thực vật, chất lượng đất, chất lượng quản lý
tài nguyên nước và chất lượng sức ép con người:
RDI = (CQI * VQI * SQI * MWQI * HPI)1/5
(chi tiết các chỉ số chất lượng xem mục 3.2)
22
